基于超声成像技术的套管损伤检测系统设计

工业的发展越来越依赖石油和天然气,合理高效的开采、及时对油气井生产的套管损伤状况检测至关重要.为了解决这个间题,本文提出基于超声成像技术实现套管损伤程度的检测.首先,阐述超声波成像技术基本原理,再对成像检测系统进行总体设计,包括硬件电路设计和软件系统设计.其中,系统软件设计中,利用MATLAB软件仿真实现对被检测超声波回波信号的模拟呈现,能从成像图上观测到套管的各个损伤部位坐标和损伤程度,这样有利于更加直观、清晰分析套管损伤性质,有效地缩短了设计周期,使检测系统结构趋于合理,符合工程实用.     

多级节流计算机控制系统研究

针对目前在油气勘探开发过程中压井节流系统检测手段落后、压力控制精度低、压力波动大、容易诱发潜在的不安全因素等现状,采用计算机控制代替手动调节,实施计算机自动压井控制,提高了压力控制精度,提高了压井操作的安全性;多级节流计算机控制系统是对套管压力、立管压力、节流阀开度和排量进行实时监测,并根据计算得到的理想压力,参考节流阀的开度,对节流阀实施自动调节,从而使实际压力和要求的压力保持一致;应用结果表明,该系统具有很好的压力控制能力,系统运行稳定可靠,控制动作灵敏,具有广阔的实用性和推广应用前景.     

煤层气精准排采监控系统

针对现有煤层气排采系统存在控制精度低、劳动强度大、不能按照排采规律进行作业、生产成本高等问题,设计了一套煤层气精准排采监控系统。该系统选用STM32F107Connectivity互接系列单片机作为控制中心,利用现场采集单元实时采集井底流压、温度、套压值、频率等信号,并通过RS485通信接口、4~20mA模拟量接口将信号传输至控制中心。通过比较井底流压实测值与给定值后得到偏差信号,根据偏差信号,控制中心通过排采控制算法实时控制变频器输出频率,进而调节排采设备的运转速度,实现井底流压的自动闭环控制。采用4G无线传输模块将控制调节命令发送至排采控制单元,实现排采过程的实时监测与控制。现场测试结果表明:该系统能够按照实时排采制度执行作业,井底流压调节准确,平均误差在0.5%以内,达到了煤层气井精准排采的要求。     

油套管在线测长与称重系统设计与开发

随着世界浅层石油资源不断减少,石油开采不断向地球深处延伸,最深的油井已经超过一万米,假如油套管的米重每增加0.1kg,整个重量就会增加1000kg,会大大增加油管连接螺纹受力,极有可能出现油管螺纹失效,继而油管掉井的风险。因此每支钢管的几何尺寸及长度、米重必须满足API(美国石油协会)标准要求。为满足用户要求,设计开发了钢管在线测长称重系统,该系统包括钢管测长、称重、喷标及数据管理四个模块,文中重点叙述系统在线测长、称重的构成、原理与实现过程。通过在线测长称重系统应用,成功实现油套管生产过程中单支测长、称重和特殊标志喷标技术,以及根据米重与长度自动判别油套管好坏,达到了API标准。     

基于CAN总线的智能型井下压力传感器监测系统设计

套管阀是实施主过程欠平衡钻井的关键工具。结合胜利油田井下压力监测系统进行研究,设计并实现了一种基于CAN总线技术以超低功耗单片机MSP430为核心的具有温度补偿的智能型压力传感器监测系统,对井下的实时压力及温度信号进行实时采集,为井下套管阀开启提供保证。采用硬件补偿以及曲线拟合和牛顿插值法进行软件温度补偿,有效解决了由于温度变化对压力测量带来的影响;采用CAN总线及光电隔离等技术,抗干扰能力比较强,传输距离长,可达10km。通过实验证明,本系统实时性好,精度误差达0.75%,足以满足套管阀阀底压力监测系统研制要求。     

无线传感器网络在油气井远程监测系统中的应用

针对油气井远程监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等特点,提出了利用具有节点功耗低、工作时间长、成本低、能自组织地通信以及在危险区域和大面积监测中容易布置等特点的无线传感器网络,对油气井中不同深度地层的温度、压力进行实时监测的方法。并着重讨论了该系统无线传感器网络体系结构、网络节点的构成,以及数据采集和无线传输的实现。     

大涝坝气田油气井远程监控系统设计与实现

大涝坝气田地处戈壁腹地,自然环境差、油气井压力高、安全风险大。通过自动化、信息化手段实现油气井生产状况的远程监控是油田发展的必然趋势。依据油气井生产实际情况,设计了一套远程监控系统。该系统以三维力控ForceControl监控组态软件和安控RTU为软硬件核心,对油气井生产过程实现全天候自动监控。详细阐述了油气井远程监控系统设计思路,包括系统结构原理、硬件和软件设计。实践表明该系统具有很好的推广应用价值。     

基于LabVIEW的机车轴温监测系统设计

为了避免因机车轴温隐患造成行车事故,设计了一种基于LabVIEW的机车轴温监测系统。本系统通过LabVIEW上位机对机车轴温进行实时监测报警,实现了车载与地面系统的双重监测任务。经过系统测试验证了该系统的可靠性和实用性,该系统具有操作界面直观、数据存储与分析高效等特点。     

基于广域网的数据实时监测平台研究

分析了建立基于广域网的数据实时监测平台的必要性,介绍了系统组建过程中常用的技术和方法,并作了详细对比。通过实例说明系统的组建过程以及实现了那些功能。数据实时监测平台投运以来,不仅给生产过程高效运行提供了指导方案,而且为公司管理层提供了有力的决策依据,控制了投资风险。经实践证明该系统稳定可靠,具有较好的推广应用价值。     

非接触式油气井测试信号变送器的研究

针对油气井测试信号的特征，以电磁应理论为基础，研制出一种无铁芯、同轴等长螺线等结构的井下测试器与传输电缆间非接触式信号变送器。高温和金属屏蔽条件下的试验以及与实际试井系统连接后在海上油田应用结果表明，该变送器能在温度达１５０℃，压力为７０ＭＰａ的金属套管中连续正常使用２４０ｈ以上，且传输精度优于０．１３％ＦＳ。     

基于Wi-Fi的天然气智能报警系统设计

针对传统家居报警器存在误差较大、监测不及时等缺陷，基于ESP8266 Wi-Fi模块，设计一种智能天然气浓度监测报警系统。该系统采用MQ气体传感器作为报警器的数据采集元件，会在检测到天然气时由ESP8266 Wi-Fi模块将测量到的天然气的浓度数据进行处理，再通过巴法云服务器将该数据推送到智能手机APP，从而实现实时监测的目的。系统能够快速、准确的监测天然气的浓度，能够在很大程度上提高家居环境的安全性能，同时也具有较高的性价比和较强的实用性，应用前景广阔。     

油井自动监控系统设计

根据龙虎泡作业区现有的间歇井开关井制度及配套设备现状,基于组态技术,开发了一套油井自动监控系统。该系统通过组态的方式,实时、生动地反映了抽油机井的各项参数;通过程序智能、高效地控制抽油机启停,有效防止了油井空抽和其他生产事故的发生,达到了安全生产、提高油井生产效率的目的。     

液压支架运行状态分级监测系统研制

针对现有液压支架状态监测系统参数监测集中程度低,不能同时为就地控制和集中控制提供实时数据的问题,研制了一种基于RS485通信网络的液压支架运行状态分级监测系统。该系统通过支架控制器实时采集各个传感器的运行参数,通过架间RS485通信将运行参数传输至工作面相邻支架控制器,为就地控制提供实时数据;同时,通过RS485通信将运行参数传输至端头控制器和集控计算机,为集中控制提供实时数据依据。井下工业性试验结果表明,该系统可实现液压支架运行参数的连续采集、实时上传、集中管理等功能,满足井下实际生产的需要。     

组态软件在油管静水压试验装置中的应用

为了克服传统油管试压中的不足，提高油管试压的安全与可靠性，采用组态软件设计了油管静水压试验装置的监控系统。该系统具有油管参数的设定与显示功能，能够实时动态显示整个试验的试压流程，并能反映现场设备的运行情况；另外，能够实时描绘油管试验的压力一时间变化曲线，压力变化的条形框。通过其友好的界面、报警提示、报表打印、在线帮助功能大大减轻了工人的劳动强度，提高了油管试压的工作效率。     

基于虚拟仪器技术的环境噪声自动监测分析仪

针对传统的环境噪声监测与分析仪器功能单一化,提出了环境噪声连续实时监测与同步时频分析一体化的设计思想,自行开发了基于虚拟仪器技术的新型环境噪声自动监测分析仪.本设计以电容声压传感器和PC机及其自带声卡为硬件,在LabVIEW平台上通过软件二次开发,实现环境噪声信号采集、参量计算、时频分析、声源类型判定多功能一体化.通过50 dB-90 dB测量范围内试验测试:该仪器可以实现0.01 dB的分辨率;能够长时间连续实时自动监测并记录瞬时声级、最大声级、连续等效声级;具有图形化实时显示噪声时域波形和频谱并自动判定声源类型的功能;可以自动实现环境声级超限报警并记录相关数据.     

某风洞喷管段大型柔板结构应力监测试验研究

为确保某风洞喷管段大型柔板结构成型过程的安全可靠,在该柔板结构应力集中的部位布设多组电阻应变计构成应变、应力监测系统,对多组液压驱动机构运动过程中柔板结构的形变和局部应力进行实时监测和预警。采用有限元分析计算确定了应变计布设的应力集中部位,建立了多点应变、应力实时监测系统,得到了柔板成型全过程的应力数据。通过对试验数据进行分析,并与有限元理论计算结果进行对比,表明实测数据与理论数据一致性较好,证明了理论计算方法及所建立的监测系统的正确性和有效性。该监测系统可确保该大型柔板结构变形过程中的安全可靠,为风洞及其他类似设备结构的应变、应力监测系统的设计和实现提供了借鉴。     

飞控FTI系统状态监测与数据分析系统设计与实现

在飞行试验工程中,机载测试系统完成对飞控数据的采集、封装和输出;为了实现基于USB的PCM数据解调及其与计算机之间的数据通信,实现实时的状态监测和数据事后分析处理,设计并实现了基于.NET框架的FCS-FTI系统状态监测与数据分析系统;该系统包括数据实时捕获、状态监测、数据事后处理等模块;测试表明,系统各功能模块运行稳定,能对FCS-FTI进行状态监测并能进行数据事后分析处理,具有高效的实时性和良好的可靠性。     

基于面阵CCD的标准金属量器液位监测系统

针对标准金属量器液位自动监测的需要,提出采用基于面阵CCD的图像测量技术开发一种非接触式的在线动态实时液位监测系统,并介绍了该系统的硬件组成与软件结构,然后就系统设计中遇到的问题与解决方案进行了详细的阐述。应用结果表明,该系统运行稳定可靠,检测精度高(±0．2mm),具有一定的实用性和推广价值。     

基于工业物联网的设备综合效率监测系统设计

以订单驱动型的离散制造企业F流量仪表分公司为研究背景,在现有设备资产且只增添监测设备/设施的情况下,为精确测量设备综合效率达到挖掘影响生产的六大损失,提出基于工业物联网的设备综合效率监测系统。系统采用工业物联网体系架构,结合实际应用场景在机加区和标定区采用电流互感器通过采集设备电流值;通过制定算法规则来获取实际生产时间、净生产时间、计划生产时间计算设备综合效率;智能生产线中的设备则通过调用生产制造执行系统中的实际生产时间净生产时间、计划生产时间三个数据来计算设备综合效率。为精确定位影响生产的六大损失.设计停机管理板块便于人机协同完善各类停机事件,以及后期有效开展设备六大损失分析以促进精细化生产管理。该设计有效且精确地获取了离散生产设备、连续生产设备计算设备综合效率所涉及的数据,并可通过系统建模高效、及时地获取监测设备的设备综合效率。     

基于ZigBee的太阳能LED照明系统的设计

设计了一种基于ZigBee技术的太阳能LED照明系统,充分考虑了电、热、光的设计.系统结合AVR单片机设计的太阳能控制器具有防止过充过放等保护功能,通过相关传感器采集数据并通过ZigBee无线网络传给监控中心,实时显示采集到的数据,实现无线远程监测与智能控制;通过建立LED热模型,仿真分析了灯具的热均匀分布;通过Matlab计算及Tracepro仿真等过程合理地布置了高低色温LED灯珠间距,并得到了近场照度均匀面.系统测试表明,该系统设计可提供节能高效的、智能稳定的、温馨健康的照明环境.